Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Schritt zur Heilung unheilbarer Krankheiten

27.11.2013
ForscherInnen des Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) entschlüsseln zusammen mit dem Centrum für Biotechnologie der Universität Bielefeld (CeBiTec) das Genom des Chinesischen Hamsters.

Weil die Eizellen des possierlichen Tierchens die gefragtesten Vehikel zur Herstellung der wichtigsten Therapeutika sind, eröffnet das ganz neue Möglichkeiten in der Entwicklung neuer, wirksamer Medikamente. Das Ergebnis wurde im „Nature Biotechnology“ veröffentlicht.

Hamster sind nicht nur beliebte Haustiere, sie sind aus der modernen Medizin nicht mehr wegzudenken – zumindest die Eizellen der weiblichen Chinesischen Hamster (CHO-Zellen). Die sind die gefragtesten Produktionsvehikel in der Pharmaindustrie. Eine ForscherInnengruppe um Prof. Nicole Borth hat nun das Genom des chinesischen Hamsters entschlüsselt – als Ergebnis der Forschungspartnerschaft zwischen dem Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib), der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) und der Universität Bielfeld (CeBiTec) unter Leitung von Prof. Alfred Pühler. Dazu kam eine finanzielle Unterstützung durch die Pharmafirmen Pfizer (USA) und Novartis (CH).

„Wir können jetzt besser verstehen, wie die Zellen funktionieren und sie besser an die gewünschten Anforderungen anpassen“, erklärt die Wissenschafterin und denkt an neue Behandlungsmethoden für bisher unheilbare Krankheiten.

Ob Antikörper, Blutgerinnungsfaktoren, Rheumatherapie oder Krebsmedikamente – die Pharmaindustrie bringt immer mehr therapeutische Proteine auf den Markt. Wirkstoffe in der Humanmedizin sind aber nicht nach einem einfachen Muster gestrickt. Während chemische Moleküle aus wenigen Atomen aufgebaut sind, bestehen die weit komplizierteren therapeutischen Proteine aus hunderten Aminosäuren und komplexen Anhängen. Im Gegensatz zu chemischen Produkten müssen diese Eiweißstoffe perfekt an den menschlichen Organismus angepasst sein, damit es zu keinen Neben- oder Abwehrreaktionen kommt.

„Das häufigste Produktionssystem für diese Substanzen sind seit 1987 Eizellen des Chinesischen Hamsters“, erklärt Nicole Borth. Das erste Produkt war ein Wirkstoff, der Herzinfarktpatienten verabreicht wurde, um das Auflösen von Blutkörperchen zu stimulieren. 70 % der pharmazeutischen Proteinwirkstoffe werden inzwischen mit CHO-Zellen hergestellt. Hamster müssen dafür keine mehr sterben, Industrie und Forschende vermehren nur noch die Zellen, die 1958 isoliert wurden und seither in vielen Labors weltweit in-vitro kultiviert werden.

Das schont die Hamster, führt aber gleichzeitig zu Schwierigkeiten. „Die Hamsterzellen sind genetisch instabil“, weiß Forscherin Borth, „die Aktivität der Gene sowie zum Teil das Genom selbst, ist in allen Labors, die Hamsterzellen entwickeln und vermehren, unterschiedlich und verändert sich immer noch weiter“. Das ist ein Vorteil – die Anpassungsfähigkeit der Zellen betrachtend. Und ein Nachteil, weil es passieren kann, dass sich Eigenschaften von Zellen, die für die effiziente und sichere Produktion wichtig wären, wieder verändern.

Das nun sequenzierte Genom des „Originalhamsters“ ist die perfekte Referenz, um das Erbgut der Produktionszellen zu untersuchen und bei Bedarf anzupassen. Damit möglichst viele ForscherInnen Zugang zu den Daten haben, hat die Wissenschafterin mit 2 Kollegen aus USA (Prof. Mike Betenbaugh, Johns Hopkins University sowie Prof. Kelvin H. Lee, University of Delaware) die Plattform www.chogenome.org gegründet, wo Informationen und Arbeitsmaterial zu den Hamsterzellen für die Forschung zur Verfügung gestellt werden. Nicole Borths Vision: „Wir werden solche komplexen Wirkstoffe effizienter und kostengünstiger herstellen – zu Preisen, die sich jedes durchschnittliche Gesundheitssystem leisten kann.“

Weil das Hamstergenom in seiner Größe mit dem menschlichen vergleichbar ist, galt es, enorme Datenmengen zu bewältigen. „Wir haben 1,4 Milliarden kurzer DNA-Abschnitte erzeugt“, erklärt Karina Brinkrolf; sie war am CeBiTec für die Sequenzierung zuständig. Die Herausforderung war, diese Teil wie ein Puzzle zum gesamten Erbgut, das auf 11 Chromosomenpaaren verteilt ist, zusammenzusetzen.

Das Ergebnis der aufwändigen Zusammenarbeit ist die Veröffentlichung in einem der wichtigsten Wissenschaftsjournale weltweit – im „Nature Biotechnology“.

Produktion mit Hamsterzellen:
In das Erbgut von CHO-Zellen wird jenes Gen eingebaut, das der Zelle sagt, dass sie ein neues Protein herstellen soll, nämlich den Wirkstoff. Mit ausgefeilten Methoden suchen die ForscherInnen unter tausenden Zellen dann jene aus, die das am besten kann. Diese Zelle wird vermehrt und für die Produktion eingesetzt, die in einer flüssigen Nährlösung in bis zu 20 000 l großen Bioreaktoren passiert. Auf die Herstellung folgen Reinigungsverfahren, bis nur noch der reine Wirkstoff übrig ist. „Aus einem Liter Nährlösung erhält man im Falle von Antikörpern etwa 2 bis 5 g Produkt, bei anderen Wirkstoffen oft viel weniger. Die durchschnittliche Antikörperdosis für einen Menschen liegt in der Großenordnung ein bis mehrere Gramm, wobei langfristige Therapien derzeit noch zwischen 10 und 40 000 € pro Jahr und Patient kosten“, weiß Forscherin Nicole Borth.

Thomas Stanzer | idw
Weitere Informationen:
http://www.acib.at/de/hamstergenom-entschlusselt/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie